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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇碳纖維加固，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
前言
碳纖維加固技術應用最早開始于20世紀80年代，日本對碳纖維相關加固修復技術進行專門研究并將其應用在工程實踐中，取得了很好的效果。而我國在利用碳纖維技術加固建筑工程則相對較晚，利用碳纖維加固混凝土技術主要是從90年代后期開始。建筑工程在施工運行過程中不可避免地會出現一些修復性問題，在對建筑工程修復和加固中，傳統的方法是以增厚鋼筋混凝土等手段為主，在隨著技術不斷革新，科技不斷發展的今天，成熟的碳纖維技術逐漸地應用于建筑工程的加固修復過程中。在實際的操作中有板材和織物兩種碳纖維復合材料比較普遍的應用在加固混凝土中，由于性價比的權衡真正地用于加固修復中的也只有碳纖維布。在與相匹配的樹脂類粘結材料相互搭配使用將更好地發揮碳纖維的作用，從而提高修復的效率。
一.碳纖維加固混凝土技術的特點
碳纖維加固技術是用碳纖維材料加固混凝土構建技術，主要是利用樹脂粘接并將碳纖維材料片粘貼在混凝土結構的外面，形成一種復合材料結構，通過兩者之間的協同作用，來提高混凝土結構的承載力和延展性的一種加固修復技術。在實際的操作中它具有比傳統修復更多的獨特優勢，這主要表現在它所具有的特點上。
（一）碳纖維的物理特性穩定
碳纖維拉伸強度高，普通鋼材的拉伸強度不及它的十分之一，在建筑主體以鋼材為主的時代，利用碳纖維將大大地提高混凝土構件的承載能力。強度高和模量高的優勢將在對混凝土結構加固過程中得到很好的發揮。
（二）碳纖維的化學性能穩定
碳纖維材料抗腐蝕性較好，對溫度方面具有更高地適應性，能夠抵抗紫外線，防止水的侵蝕，能夠適應各種復雜的環境。在污染較嚴重的市區及工業區，碳纖維材料的使用將更好地加固混凝土結構，提高建筑項目的使用年限。
（三）操作簡單
在利用碳纖維材料對混凝土進行加固的過程中，不需要大型的設備、工具，更不用占據更多的有限城市空間，在丈量加固需要后可以直接使用剪刀裁剪，極大地縮短了工時，提高了修復加固的工作效率。因為可以實現無縫隙粘貼，將混凝土構件與碳纖維復合材料融合成一個整體，增加混凝土結構的承受力。在針對不同的混凝土構件進行加固時，可以采用不同的方法。碳纖維材料可以廣泛地應用在不同的工程結構中，適用范圍較廣。
二.碳纖維加固混凝土技術的方法
碳纖維加固混凝土技術的流程主要有六步：卸荷、表面處理、涂底膠、修補平整、粘貼碳纖維材料、防護處理。
所謂“卸荷”是指卸掉一些相對靈活的荷載，以免產生對其他構件的不利影響，這里主要考慮的是在施工中會遇到一些阻礙施工進度的因素，將活荷載處理完畢后將會加快施工進度。
第二步“表面處理”指的是在建筑物混凝土表面用砂紙等工具對其打磨，處理混在混凝土表面上的雜質物質，使得混凝土露出相對嶄新的表面以達到碳纖維加固的要求。如果混凝土表面出現水漬，要及時地處理使其保持干燥的表面，如果混凝土表面出現裂縫，要及時地對其裂縫部位進行修復處理。
第三步涂底膠是利用碳纖維材料的指示說明來合理地將主劑和固化劑調和均勻，再根據各個地區的實際情況如溫度和加固構件的特性等條件安排底膠的涂抹厚度及時間。在考慮這些細小的因素后要將底膠均勻地涂抹在混凝土構件中，同時要將底膠滲入到混凝土表面的細小縫隙中，只有這樣才能夠保證涂抹的效果，使得碳纖維能夠與鋼筋混凝土充分的粘合。
第四步修補平整，這道程序主要是在涂抹后更細致的修理，使得混凝土表面光滑而無起伏，從美學角度來看增加美感，而從實際使用的角度來看是為了延長碳纖維的使用年限，降低碳纖維材料的損壞風險。
第五步粘貼碳纖維材料，綜合前四步要按照實際情況將碳纖維材料進行裁剪，將所配置的膠液合理而均勻地涂抹在碳纖維材料的表面上。粘貼碳纖維材料時要注意使整體裁剪后的碳纖維材料能夠與混凝土表面密閉狀態重合，不能出現空氣縫隙，如果出現要即刻將其處理，以免降低碳纖維材料的使用效果，同時要保證碳纖維材料的粘結效果就必須用粘鋼將其四端固定。在粘貼中要盡量的節約使用碳纖維材料和膠液。
第六步防護處理。主要是在前五步完成的基礎上的進一步處理，檢查涂抹的是否合理，是否還有遺漏的地方，同時要對碳纖維材料表面進行防火處理，進行必要的保護。更重要的是要將整體的效果與預期的效果對比找出施工中存在偏差，有意識地進行改進。
三.碳纖維加固混凝土技術存在的問題
碳纖維材料因為是最近幾十年來科技和技術快速發展所帶來的產物，其使用效果較傳統的加固材料及技術有較大的改進，因此得到了廣泛的好評，但在理論研究和應用中也出現一些問題。
（一）碳纖維材料特性認識不足
碳纖維材料是新技術發展的結果，因對其力學特性的研究數據缺乏導致在其廣泛應用中也缺少一定的技術保證，同時對碳纖維材料的抗震性能研究較少，導致在多發地震區域的應用不能夠起到很好的保護效果。碳纖維材料的使用還要配套相應的結構粘合劑，而結構粘合劑的效果如何，直接影響到碳纖維材料的使用效果，然而目前結構粘合劑的耐高溫性能相對較低，也就不能保證碳纖維材料在使用中的效果。
（二）碳纖維材料成本過高
碳纖維材料出現主要起源于瑞士和日本，在我國早期的使用中，主要依靠進口，同時碳纖維材料因其本身的獨特性能要高于一般的鋼材，因此在使用中它的成本也就要高于傳統的加固混凝土模式。盡管近年來我國也開始生產碳纖維材料，但是缺少技術支持的原因，碳纖維材料的質量和成本尚不能完全滿足實際需求。
（三）碳纖維材料缺乏施工標準及技術指南
碳纖維材料在使用過程中需要對其裁剪，這就限制了它的使用空間，在一些角落上，某些特定部位的加固將受到限制，這就不得不借助鋼板進行焊接才可以實現加固。碳纖維材料的應用沒有相應的施工標準及技術指南。而這兩項指標是規范碳纖維材料健康發展的重要條件，沒有這兩種規范就不可避免地將導致施工質量參差不齊，加固效果得不到保證。
四.小結
碳纖維作為一種新的加固混凝土技術材料有著廣闊的發展前景，較傳統的加固技術是一種理念上的突破，同時將科技與技術融合在發展中將有力的帶動相關產業經濟的發展。同時我們也應該注意到在對其開發應用時要注意制度標準層面的保障，只有規范地使用才能避免在使用時出現的問題。在技術開發層面上，我們也應該結合實際應用中出現的問題不斷改進，持續完善。
參考文獻
[1]薛曉剛.碳纖維加固技術在建筑工程中的應用研究[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2012，（08）.
[2]黎柏營.碳纖維片材加固鋼筋混凝土結構的應用研究[D]. 合肥：合肥工業大學，2007，05，25.
[3]樓重華.碳纖維布加固鋼筋混凝土構件的應用[J].福建建材，2009，（02）.
關鍵詞：改造工程；碳纖維加固技術；用途
Abstract: carbon fiber reinforcement technology is a new type of structure strengthening technology, as is with high efficiency, wide applicable range, advantages of highlights, carbon fiber reinforcement technology is finding wider and wider application in the reconstruction project. Carbon fiber reinforcement technology is in the 1980 s the rise of a new reinforcement technique, in countries such as Japan and South Korea, Europe and the United States to get rapid development and application of our country about using this technique since 1998. This paper expounds the characteristics of carbon fiber reinforcement technology and its application in project, in order for the application of carbon fiber reinforcement technology in the reconstruction project for reference.
Key words: renovation project; Carbon fiber reinforcement technology; use
中圖分類號： [TU761.6] 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）
碳纖維加固技術的特點
碳纖維加固技術是用環氧樹脂粘結劑將碳纖維布沿受拉方向或垂直裂縫方向粘貼在待補強結構上，使貼片與原有結構構件共同受力，從而提高結構的抗彎、抗剪能力。碳纖維加固包括碳纖維布、板加固兩種。碳纖維加固具有諸多特性：一是抗拉強度高，在加固修補結構構件時可以提高其承載力，改善其受力性能。二碳纖維布自身重量輕，基本不增加結構自重及截面尺寸。三使用碳纖維加固后能大大提高結構的耐腐蝕性及耐久性。四施工方便快捷、省力節時、施工質量易于保證。五碳纖維加固為柔性加固，不影響原主體結構的剛度，不用考慮整體結構的應力重分布，只需對局部構件進行加固修復。
碳纖維加固技術的優勢及其注意事項
1. 碳纖維加固技術的優勢
碳纖維加固技術與傳統的加固方法加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強相比具有如下優越性：第一適用范圍廣，可用于不同類型的混凝土結構構件，如板、梁、柱、墻、節點等；可用于不同的受力形式加固，如抗彎和抗剪的加固，受壓構件如柱子也可以通過環包的形式提高混凝土的約束，從而其抗壓強度；可用于不同類型的結構如混凝土構件、鋼結構、木結構。第二綜合造價低，碳纖維盡管材料單價較貴，但由于材料用量少、工期短、用工數量少，故總投資成本仍比較低。第三加固效率高和應用時間長，施工時間短并且不需要大型的機械器具，施工工效比其它加固方法高，同時碳纖維布的材質耐腐蝕，故能長期使用，這對處于侵蝕性環境中的結構耐久性十分有利。第四施工速度快和施工干擾小，小型的施工機械，操作起來簡單；其施工占用場地少，且基本不增加既有結構的截面, 故對原有房屋使用妨礙最小。
2. 碳纖維加固技術的注意事項
采用粘貼碳纖維片材進行結構加固時，應采取措施卸除或大部分卸除作用在結構上的活荷載。碳纖維加固不適用于素混凝土結構構件，包括縱向受力鋼筋配筋率低于國家現行混凝土結構設計規范規定的最小配筋率；且其加固的混凝土結構長期使用的環境溫度不應高于60°C。
三、碳纖維加固在改造工程中的應用及實例
在我國，碳纖維加固技術的應用領域比較廣泛，隨著加固工程的逐漸增多，新版混凝土結構設計規范的3.7章特定明確了即有結構的設計原則。
（一）我國國情對碳纖維加固技術的需要
我國建國后修建的大批房屋已接近設計基準期，且由于以往的規范對建筑的結構耐久性重視不夠，使許多建筑“未老先衰”，必須對其采取有效措施，對結構進行修復加固。
（二）建筑設施對碳纖維加固技術的需要
近年來隨著建筑使用功能日異復雜，一些建筑的原設計用途滿足不了新業主的要求，結構的實際使用活荷載會比原設計大，這時結構就必須進行局部加固才能滿足規范要求。
（三）抗震加固實驗解讀碳纖維加固技術的修復功能
隨著我國對抗震要求的逐漸提高，一些舊建筑滿足不了新的抗震設計標準，國家規定的一些重要建筑（如中小學校）需加固補強。對碳纖維加固技術的加固和修復的實操過程和效果解讀，可以用一個抗震加固的實驗來說明。用碳纖維材料包裹鋼筋混凝土柱，使纖維方向與柱軸線相垂直，可以有效提高柱的延性和承載力，增加其抗震耗能能力。另外，剪力墻作為主要抗側力構件，其破壞形態主要是受彎延性破壞或受剪脆性破壞。用碳纖維來加固剪力墻，只要方法適當，也可顯著提高其延性和承載力。因此，鋼筋混凝土結構的抗震加固是碳纖維材料應用的一個有效領域。
（四）應用及實例
近年來，我國碳纖維加固技術的應用主要集中于工業和民用建筑，而且在北京、上海、天津、江蘇等地應用較多。對其加固修復的效果，有諸多實例來說明。在廈門安養中心立面改造工程中就使用了碳纖維布加固；其由于立面變化，外墻荷載增加較多，導致許多框架梁配筋不足，現取一跨JWKL6示意，其左端支座原計算配筋值為6cm²實配3φ16（三級鋼），增加荷載后計算得出配筋值為10cm²，支座彎矩設計值為160KN/M²,已有梁配筋已經不能滿足規范要求，需進行加固。根據混凝土結構加固設計規范的9.2.3條，考慮二次受力影響，可以計算得出梁支座需粘兩層碳纖維布，其厚度為0.167mm。加固圖表示如下圖：
四、碳纖維加固存在的缺點
碳纖維加固技術的雖然廣泛應用，但其自身還存在了一些不足，主要如下1：用碳纖維進行加固時，由于碳纖維本身屬預柔性材料，需要通過結構膠與被加固結構粘結，要求被加固結構構件混凝土強度等級不得低于C15，才有可能發揮碳纖維的加固效果，且混凝土表面處理要求比較嚴格。2：僅能提高梁的受拉、受剪承載力，受壓不能提高，當梁受壓區高度不足時，不能加固。3：防火性能較差，僅靠外面的砂漿保護層防火。4：對施工人員的要求較高，施工時均要求專業施工隊伍。5：沒有相應的比較成熟的計算軟件，設計人員設計比較麻煩。
2浙江鼎固建筑技術有限公司 浙江杭州310021
摘要：隨著建筑行業迅速發展，所需要的混凝土材料對于工程中也有了更多的要求。作為一種新型的加固技術碳纖維復合材料加固技術， 在施工效率，防腐蝕方面都有非常優秀的性能。
關鍵詞：碳纖維；加固技術；建筑施工；混凝土結構
中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A
在投入使用后的建筑工程，使得建筑物會因為各種各樣的因素均要進行修復與加固。以體積預加法、鋼筋混凝土增厚發、粘鋼法等手段為主，在傳統的加固修復技術中，而碳纖維加固技術逐步加入到建筑工程的加固修復的隊伍中來，隨著碳纖維加固技術的成熟。因為碳纖維復合材料高強度、耐腐蝕、耐久性好、密度小等特點，它在各種各樣的惡劣環境能夠適應。也廣泛開始在國內使用這種材料進行加固混凝土。目前，國內市場上主要分為織物和板材兩種類型的碳纖維復合材料。
一、碳纖維加固混凝土的特性
碳纖維材料加固技術混凝土構件，是指在混凝土結構的外面將碳纖維材料片粘貼運用樹脂粘接劑，通過兩者之間的協同作用，形成一種復合材料結構，是一種提高混凝土結構的延展性和承載力的加固修復技術。它的主要特點包括以下幾點：
（一）、能夠節約成本，施工方便快捷，施工的安全程度得到提高。這主要是由于碳纖維材料它的密度只有普通鋼材的 25%，它的密度很低，要遠低于普通鋼材碳纖維材料的重量，在使用同等體積的材料的情況下，這就使得施工過程中材料運輸的難度得到降低。
（二）、可以實現無縫隙粘貼，將碳纖維復合材料與混凝土構件融合成一個整體，混凝土結構預應力提高。在混凝土針對不同的構件加固時，會采用不同的方法。當對建筑物柱體的抗震能力以及承載能力進行加固時，適合使用全封閉式粘貼。由于碳纖維材料的特性而決定了這些不同的加固方式。
（三）、耐久性好以及抗腐蝕性，各種復雜的環境都能夠適應，特別是各種工業廠房中廣泛存在一些化學氣體的混凝土加固，由于自然環境所引起的混凝土結構損害得以避免。
（四）、拉伸強度高，其具備普通鋼材的十幾倍的拉伸強度，可以大幅度使得混凝土構件的承載能力提高。它目前已經達到了 7.0GPa的抗拉強度，是一種性能非常好的加固材料。
二、碳纖維加固混凝土的實施方法
一般情況下，施工流程中碳纖維加固混凝土能夠簡化為下面幾個階段。
（一）、卸荷是指卸掉活荷載，對其他構件產生的影響中減少活荷載。卸荷，這是進行加固前的一個步驟。
（二）、基底處理，即為了使其達到碳纖維加固的要求，對混凝土表面進行處理。應該將凸起的部分利用混凝土打磨機磨平，如果混凝土表面有凸起的部位；對裂縫部位應該進行封閉處理，如果出現裂縫；如果混凝土有水漬或表面潮濕，保持混凝土表面的干燥，應該用吹風機將其吹干。
（三）、涂底膠。應該根據加固構件以及不同當地的氣溫，涂底膠的過程中，決定使用的時間和底膠的厚度，底膠提前避免固化。而將底膠滲入到混凝土表面的細孔中應該注意，在涂抹的過程中，能夠和構件充分的貼合使碳纖維材料進行粘貼時。
（四）、修補平整。即使混凝土表面的轉角處無棱角，呈光滑狀，避免碳纖維材料損壞，以降低成本。
（五）、粘貼碳纖維材料。對碳纖維材料進行剪裁按加固要求，再配置膠液，在需要粘貼的碳纖維材料部位均勻的涂抹。把握需要注意整個加固工程的整體用量對于膠液的量，以免浪費。而應該注意到不要讓碳纖維材料留有氣泡在進行粘貼的過程中，一旦發現使用特制的滾筒沿碳纖維的方向應該立即多次滾壓將氣泡擠出。都應該使用普通的粘或者鋼橫向的碳纖維材料進行固定在碳纖維材料的端部，使得碳纖維材料防止脫落。
（六）、防護處理。在加固工作完成之后，首先是對碳纖維材料進行必要的保護，碳纖維材料的表面涂抹防火涂料；其次應該對是否符合最初的設計要求進行檢查。
但是由于所涂抹的底漆的不同，具體的碳纖維復合材料的不同，又呈現差異性變化的碳纖維加固混凝土技法。在這里介紹修補加固增強三種不同的技術。
1、bayashi-Mitsubishi 法。這是由日本三菱化學公司所提出來的方法。首先使其變得光滑平整，它要對修復的表面進行清理；其次是進行打底漆對修復加固表面；接著刷樹脂層在修復加固架構的表面，并涂上一層樹脂在 Repiark 碳纖維復合材料的粘貼面；最后進行粘貼黏合將碳纖維材料再噴上防火涂層。
2、Mbrace法。首先使其變得光滑平整，它要對修復的表面進行清理；其次是打膩子并涂上 Mbrace 底漆；接著涂上一層Mbrace浸漬劑在要求進行加固的混凝土構件表面，再對好粘貼將Mbrace碳纖維復合材料；最后涂上第二種浸漬涂層在半小時之后。進行表面涂層的涂抹一到兩天后。
3、SIKA 法。首先會混凝土構件表面進行清理，填補裂紋、去除損壞的水泥殘塊、噴沙清理和平整表面；其次涂覆 Sikadur 粘結劑在清理好的表面上；接著在表面的塵渣進行切割并去除殘留將預固化的Cabodur 條按設計的要求；最后在水泥表面和Cabodur 條都涂覆環氧樹脂，不需任何捆扎或支撐，將其粘連在一起，停留24h即可。
三、碳纖維加固混凝土面臨的主要問題
雖然具有很多優點在碳纖維復合材料加固混凝土中，但是在實際應用方面和理論研究還是諸多的不足存在，這就包括進行理論的分析以及系統的研究、國產化碳纖維質量的提高對于碳纖維材料的力學特性等等。
（一）、技術問題
1、對于研究碳纖維的力學特性的不足。顯然將成為混凝土加固修復的主要手段之一的碳纖維加固混凝土，而并未呈現系統化對于碳纖維的力學特性的研究，相應的數據分析缺乏。不能準確使用更為合理的碳纖維材料分布針對不同的混凝土構件，常常是通過少量試驗以及實踐經驗得出的數據進行加固，統一的標準沒有形成。
2、對于抗震性能以及碳纖維疲勞的研究也不夠透徹。甚至在論證加固節點核心區不同的專家學者來說，有的學者認為可以顯著提高節點核心的抗震承載能力的碳纖維布的加固方法，可以進行廣泛使用；而有的學者卻認為并不能提高節點核心區的承載抗震能力在碳纖維布加固混凝土中。
（二）、適應應用問題
1、成本過高。一般比鋼材的造價碳纖維加固混凝土的造價要高出一半甚至一倍。在國內使用的碳纖維材料早期多來自于日本和瑞士。但國內也有一些廠家開始生產制造碳纖維材料，隨著碳纖維材料廣泛的應用前景。
2、需要結合其他方法，才能對某些特定部位進行加固。譬如碳纖維就無法對其加固，對于十字交叉梁節點處的負筋不足的問題，而只好進行焊接通過鋼板來實現加固。
3、沒有相應的技術指南和施工標準。可靠的技術指南以及施工標準是保障其健康發展的有效手段，對于一個前景頗好的行業來說。而在我國，并沒有形成一定的規章制度與技術指標對于碳纖維材料加固混凝土，這就引起了管理的不善以及施工的混亂。
四、工程實例
工程概況：某市某購物中心要接層加固進行改造，主體部分為二層框架結構的此購物中心，建筑面積達1.1×103平方米。根據《混凝土結構加固技術規范》的規定及加固要求，對梁以及柱進行碳纖維材料決定采用加固，對于板采用重新換三級板和現澆板疊加兩種方式進行。其中采用的碳纖維材料的特性如下表1。
按照一般的碳纖維材料加固混凝土的方法在施工過程中進行加固，沒用出現裂縫加固后的結構構件，也都在規范要求內的梁、板各種性能指標，經使用與檢測，效果比較理想。
總之，對在工程建筑中碳纖維加固混凝土的應用主要通過碳纖維材料加固混凝土的施工流程、面臨的主要問題以及方法與特點進行了分析。隨著碳纖維加固技術的不斷成熟可以看到，將不斷擴大它的應用前景。而且它很有可能成為最廣泛的建筑材料代替鋼鐵，由于碳纖維材料的特性。而在建筑工程中也應該繼續深入對于碳纖維材料的應用研究。
參考文獻
[1].周秦.碳纖維布加固混凝土結構技術的應用研究[D].北京：中國地質大學（北京），2009
[2].黎柏營.碳纖維片材加固鋼筋混凝土結構的應用研究[D].合肥：合肥工業大學，2007，05，25
【關鍵詞】碳纖維、材料特點、施工工藝、性能特點
中圖分類號：U457文獻標識碼： A
1工程概況
本工程位于武漢市盤龍城經濟開發區巨龍大道西側，北臨酒店用品市場。總建筑面積約27.5萬平方米，占地面積約5萬平方米，由裙房和兩棟塔樓組成，其中裙房地下一層，層高4.6米，地上五層，首層~三層5.1米，四層4.8米，五層3.6米，建筑高度為24米；兩棟塔樓均為23層，分布于建筑物東部，建筑高度為80米。
因業主要求裙房架空層樓梯移位、功能改變，部分結構荷載增大，梁板結構承載力不足。針對上述問題，經建設單位要求、設計單位設計，確定采用多種方法對承載力不足的結構構件進行加固，其中板采用粘碳纖維加固。
2、材料特點
（1）、高強高效，養護時間短，常溫下加固完工后72小時可以受力。
（2）、施工便捷，無濕作業，不需大型施工機具，施工占用場地少。
（3）、具有極佳的耐腐蝕性能及耐久性。可以抗御建筑物經常遇到的酸、堿、鹽對結構物的腐蝕。
（4）、適用面廣。可廣泛適用于各種結構類型、各種結構部位的加固修補，且不改變結構形狀。
（5）、施工質量易保證。由于碳纖維材料是柔性的，即使被加固的結構表面不是非常平整也基本可以達到100％的有效粘貼率。
（6）、碳纖維材料質量輕且薄，加固修補后基本不增加原結構自重及原構件尺寸。
3、施工工藝
3.1、工藝流程
施工前準備（技術交底、操作平臺搭設等）放線定位及碳纖維布下料 混凝土基面打磨及基面清理 配制并涂刷底層樹脂 配制找平材料并對不平整處修復處理 配制浸漬樹脂膠粘劑涂刷浸漬樹脂膠粘劑并粘貼碳纖維布 （涂刷浸漬樹脂粘貼第二層碳纖維布） 碳纖維表面噴涂防火涂料施工質量檢查
3.2、各工序施工要點
3.2.1、放線定位
搭設好施工操作平臺，依據施工圖紙上碳纖維布尺寸與布置間距，在樓板上進行放出碳纖維布粘貼定位線。
3.2.2、混凝土表面處理
剔除被樓板表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣質混凝土清除，直至露出混凝土結構層，并修復完整。將被粘貼混凝土基面應打磨平整，除去表層浮灰、油污等雜質，直至完全露出混凝土結構新面。對混凝土構件打磨清理干凈后顯現有細微裂縫的進行封閉或灌縫處理。混凝土構件轉角處表面應打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應小于20mm。并保持混凝土表面潔凈、干燥。
3.2.3、碳纖維布下料
根據施工圖紙上不同部位使用不同尺寸的碳纖維布下料，下料應平齊順直。
3.2.4、配制并涂刷底層樹脂
根據產品供應商提供的產品性能標準與工藝規定配制底層樹脂膠。用滾筒刷將底層樹脂均勻涂抹于將被粘貼碳纖維的混凝土表面，涂抹應厚薄均勻適當。在底膠表面指觸干燥后盡快進行下一道工序。
3.2.5、配制找平材料并找平修復
對混凝土表面凹陷部位用找平材料填補平整，且不應出現棱角。轉角處應用找平材料修復為光滑的圓弧，半徑應不小于20mm。在找平材料指觸干燥后盡快進行下一道工序。
3.2.6、配制并涂刷浸漬樹脂
用滾刷通體滾刷一遍浸漬樹脂，滾刷寬度應略超出碳纖維布寬度。
3.2.7、粘貼碳纖維布
待浸漬樹脂指觸干燥后粘貼第一層碳纖維布，碳纖維布的粘貼應保證平順，碳纖維布與膠體粘接牢固有效，無空鼓、曲皺，無翻皮。
3.2.8、碳纖維表面噴涂防火涂料
碳纖維布粘貼完畢后，表面噴涂防火涂料進行防火處理。
3.3、材料性能指標
3.3.1、碳纖維布的選材要求
根據施工圖紙要求，本工程采用每平方米不大于300g/m2的高強一級碳纖維布，抗拉強度不小于3400Mpa，彈性模量不小于2.4×105Mpa，伸長率不小于1.7%。碳纖維布的強度等級劃分與性能指標如下表所示。
性能項目 破壞狀態 一級性能要求
抗拉強度標準值fcfk ―― ≥3400 Mpa
伸長率 ―― ≥1.7%
彎曲強度( Mpa) ―― ≥700 Mpa
層間剪切強度( Mpa) 層間剪切破壞 ≥45Mpa
仰貼條件下纖維復合材與混凝土的正拉粘結強度( Mpa) 混凝土內聚破壞 ≥2.5Mpa，且為混凝土內聚破壞
3.3.2膠粘劑的選材要求
粘貼碳纖維加固用膠粘劑采用與碳纖維性能相匹配的A級膠，其主要安全性能指標應符合下表要求。
用途 性能項目 性能要求 用途 性能項目 性能要求
浸漬粘接膠 膠體性能 抗拉強度（Mpa） ≥40 修補膠 抗拉強度（Mpa） ≥30
受拉彈性模量（Mpa） ≥2500 抗剪強度（Mpa） ≥40
伸長率（%） ≥1.5 與混凝土的正拉粘接強度（Mpa） ≥2.5
抗彎強度（Mpa） ≥50
抗壓強度（Mpa） ≥70
粘接能力 鋼-鋼拉伸抗剪強度標準值（Mpa） ≥14 底膠 鋼-鋼拉伸抗剪強度標準值（Mpa） ≥14
鋼-鋼不均勻扯離強度（KN/m） ≥20 混合黏度（23℃）（Mpa.s） ≤6000
與混凝土的正拉粘接強度（Mpa） ≥2.5 與混凝土的正拉粘接強度（Mpa） ≥2.5
不揮發固體物含量（%） ≥99 不揮發固體物含量（%） ≥99
3.4、材料的運輸、存貯與加工
3.4.1、碳纖維運輸過程中，應避免碳纖維片材的彎折，并進行防雨水、防曬等。
3.4.2、碳纖維為導電材料，存貯與加工時應遠離電器設備急電源，或采取可靠的防護措施。
3.4.3、碳纖維片材配套用膠粘劑的原材料應密封儲存，保證不要與其他不明液體接觸，防止發生化學反應致使膠粘劑失效。
3.4.4、碳纖維與膠粘劑的存貯應遠離火源，避免陽光直接照射。
3.4.5、碳纖維布的加工下料時，應按照設計寬幅與長度進行精確裁減；裁減過程中應保證縱向纖維的完整性，嚴禁斜切碳纖維布，并防止出現拉絲現象。
3.5、質量驗收要點
3.5.1、本工程采用碳纖維布重量不大于300g/m2。進場必須對碳纖維原材料產品出廠合格證、產品質量檢測報告的性能指標進行檢查與檢驗。
3.5.2、混凝土基面應無疏松界質，基面必須打磨，表面清理干凈，干燥無污物。基面要求平整、連續無凹陷，陰陽拐角圓滑平順。
3.5.3、粘碳纖維所用膠體應嚴格按照產品說明書要求配制，現場環境條件應符合產品要求。
3.5.4、膠粘劑每次應少量配制，用完后剩余膠粘劑以及超出膠體的可操作時間的膠粘劑，不允許再次使用。
3.5.5、碳纖維布纖維受力方向的搭接長度應不小于100mm。
3.5.6、為了保證碳纖維片材能可靠地與混凝同協調工作，可采取附加的錨固措施。
3.5.7、精細下料，禁止使用邊緣不齊，棱角內凹外凸的碳纖維布條。
3.5.8、碳纖維粘貼的過程中，必須輥壓到位，保證纖維材料充分浸漬，有效粘貼。
3.5.9、由于結構加固無正式驗收規范，結構加固的檢驗與驗收除應滿足設計要求與《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2006的規定。
3.5.10、加強碳纖維粘貼的檢驗與驗收工作。碳纖維布與混凝土之間的粘結質量用小錘敲擊或用手壓碳纖維布表面的方法來檢驗，總有效面積不低于95%。當碳纖維布的空鼓面積小于10000mm2時，可采取針管注膠的方式進行補救。空鼓面積大于10000mm2時，宜將空鼓處的碳纖維片材切除，并重新搭接貼上等量的碳纖維片材，搭接長度應不小于100mm。
4、性能評價
4.1、材料性能評價
碳纖維的彈性模量與鋼材較為接近，極適合于鋼筋砼結構的加固修復，同時，碳纖維的抗拉強度為普通鋼材的10倍，在達到相同加固效果的情況下，碳纖維的用量比鋼材少得多。
碳纖維重量僅為200-300g/m2，約為3mm厚鋼板的1/100，幾乎不增加結構自重，不會引起結構的連鎖補強。
4.2、經濟性能評價
與傳統的加固技術相比，碳纖維加固砼技術具有良好的經濟性能，雖然表面上看，碳纖維材料價格相對要高一些，但實際用于加固工程時，其綜合造價卻較低。碳纖維加固工程不需要大型施工機具和輔助機械，節省了臺班費用；碳纖維屬于輕質柔性材料，易于施工，降低了人工費用；碳纖維具有良好的耐腐蝕性能，不需要定期維護，節省了維護費用；當碳纖維批量使用時，其材料價格也不斷下降。
4.3、適用范圍評價
從受力性能角度，碳纖維具有很高的拉伸強度和疲勞性能，主要適用于砼構件受拉區域的加固。從材料特征角度，碳纖維為柔性卷材，根據施工需要可加工成U型或圓形，可用于結構梁、柱等的抗壓和抗剪加固，防治及修補墻體中的溫度裂縫，提高磚砌體結構的抗震能力。從實踐應用角度，碳纖維加固砼技術由于避免了其它加固方法增大結構尺寸、減少建筑使用空間、增加自重、施工周期長、耐腐蝕性能差等缺點，目前已廣泛應用于房建、橋梁、道路、地下結構、高聳高層結構、工業廠房等建筑結構的加固。
5、結語
加固結構作為二次組合結構，是通過新舊兩部分整體工作，提高建筑的承載能力，與傳統的加大截面法、外包鋼板法、纏繞鋼絲法、預應力法相比，碳纖維加固砼技術無須對砼結構打孔穿洞，不會造成結構加固損傷，不用擔心由于結構新舊結合處應力集中而減弱加固效果。與較為先進的粘鋼板加固技術相比，碳纖維加固不需要輔助機具，施工簡便，有效粘貼面積易于保證，施工功效較高。與玻璃纖維、尼龍纖維加固技術相比，由于碳纖維的模量、強度較高，柔韌性、耐腐蝕、抗老化性較好，使得碳纖維加固構件的延性改善程度較高，適用范圍較廣，利用年限較長。
參考文獻：
[1] 碳纖維片材加固混凝土結構技術規程CECS146:2003 （2007版）
關鍵詞：碳纖維；橋梁加固；技術原理
引言
隨著我國社會經濟和交通運輸事業的快速發展，一些在2O世紀60、7O年代修建的公路橋梁，還在肩負著十分沉重的交通荷載及繁重的交通量。隨著我國公路網日趨完善，一些舊橋的維護加固任務越來越艱巨，并成為公路交通部門的工作重點。隨著經濟和社會的發展，全國通車公路里程的迅速增加，與城市建設規模的不斷增大，橋梁總數大大增加，危舊橋數量也在不斷增長。因此，如何確保現役橋梁的安全運營是公共養護管理部門所以面臨的難題之一。為了避免橋梁工程在使用過程中會由于種種原因產生病害 ,從而達到安全、經濟和適用的目的,必須對產生的病害進行結構補強。
一、碳纖維材料的基本特性
1、碳纖維片材
片材碳纖維材料的拉伸強度在（2400～3400）MPa之間，與普通碳素鋼板拉伸強度為240MPa相比，片材的拉伸強度很高。
片材碳纖維材料的彈性模量依片材力學性能不同，碳纖維片材依力學性能分成高模量、高強度和中等模量三類。高模量碳纖維片材的彈性模量較高，但其伸長率較低。
相比之下，碳纖維片材的單位重比鋼材低許多，說明碳纖維片材較輕。碳纖維的化學結構穩定，本身不會受酸堿鹽及各類化學介質的腐蝕，有良好的耐寒和耐熱性。
2、配套樹脂類粘結材料
混凝土結構加固修補配套樹脂系統包括底層涂料，用于滲透過混凝土表面，促進粘結并形成長期持久界面的基礎；油灰，用于填充整個表面空隙并形成平整表面以便使用碳纖維片材；浸漬樹脂或粘結樹脂，前者用于碳纖維布粘貼，后者用于碳纖維板粘貼。
浸漬樹脂或粘貼樹脂是將碳纖維片粘附于混凝土構件表面并與之緊密地結合在一起形成整體共同工作的關鍵，因此，樹脂同混凝土的粘貼強度大于混凝土的拉伸強度和剪切強度。
就公路混凝土橋梁用碳纖維片材加固技術而言，環氧樹脂在不同施工環境溫度下固化性能有十分重要的意義，因為這涉及到粘貼工作質量與如何盡量減少橋上正常交通中斷時間緊密相關。采用專配的環氧樹脂材料，在混凝土施工表面溫度（10～40）攝氏度時，粘貼環氧樹脂固化時間約15小時以上，但粘貼后就可以使用的時間為45分鐘以上，專配的環氧樹脂材料的這一性能是完全適合混凝土橋梁的加固工作。
二、碳纖維加固技術原理
碳纖維材料具有高強度、高彈性摸量、重量輕及耐腐蝕性好等特點，其抗拉強度是普通鋼筋的十倍左右，彈性模量略高于普通鋼筋的彈性模量。加固修復混凝土結構所有碳纖維材料主要為兩種：碳纖維材料與配套樹脂。其中碳纖維的抗拉強度為建筑鋼材的十倍，而彈性模量與鋼材相當，某些（如高彈性）碳纖維的彈性模量甚至在鋼材的兩倍以上，且施工性能與耐久性良好，是一種很好的加固修復材料；配套樹脂則包括底層樹脂、找平樹脂及粘結樹脂，前兩者的作用是為了提高碳纖維的粘結質量，而后者的作用則是使碳纖維與混凝土能夠形成一個復合性整體，并且共同工作，提高結構構件的抗彎、抗剪承載力，達到對結構構件進行加固、補強的目的。
三、碳纖維加固技術的施工工藝
1、根據設計確定粘貼碳纖維的范圍進行基底處理
①將砼構件表面的殘缺、破損及碳化層部分清除干凈，達到結構密實部位。檢查外露鋼筋是否有銹蝕，并進行必要的處理。對經過剔鑿、清理和露筋的構件殘缺部分進行修補復原；
②裂縫修補。縫寬小于0.2mm的裂縫，用環氧樹脂進行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂縫用環氧樹脂灌縫；
③將構件表面凸出部分（模板的段差等）打磨平整，修復后的段差盡量平順。用磨光機把棱角磨成半徑大于30mm的圓角；
④清洗打磨過的構件表面，并使其充分干燥。
2、底層涂刷（底層涂料具有較強的滲透性，可滲入砼表面內）
①把底層涂料的主劑和固化劑按規定比例稱量準確后放人容器內，用攪拌器拌均勻，一次調和量應在可使用時間內用完為準；
②用滾筒刷均勻的涂刷底層涂料；
③底層涂料固化后，表面有凸起部分時要用砂紙磨光；
④注意在氣溫小于5C，相對濕度大于85，砼表面含水率在8以上，有結露可能而無可靠保證措施時，均不得施工。
3、環氧膩子對構件表面殘缺的修補
①構件表面凹陷部位應用環氧膩子填平，修復至表面平整；
②內角（段差、起拱等）要用環氧膩子填補使之平順。
4、貼碳纖維片
①為了防止碳纖維受損，在碳纖維片運輸、儲存、裁切和粘貼過程中，嚴禁受彎折。貼片前應用鋼直尺與壁紙刀按規定尺寸切斷纖維片，每段長度一般不超過6rn；。
②碳纖維接頭必須搭接10cm以上，橫向不需搭接；
③按規定比例摻配樹脂主劑和固化劑，用滾筒刷均勻地涂刷黏結樹脂，稱為下涂；
④貼片時，在碳纖維片和樹脂之間盡量不要有空氣，可用羅拉沿著纖維方向在碳纖維片上對此滾壓，使樹脂滲入碳纖維中。
5、養護
粘貼碳纖維片后，需自然養護24h達到初期固化，并保證固化期間不受干擾。
6、涂裝
根據需要可在樹脂固化后加固補強構件表面，涂刷耐火涂層和色彩。
四、碳纖維技術在橋梁加固施工中的應用
1、粘貼碳纖維片材加固混凝土橋梁是一項新技術，使得粘貼加固法成為公路橋梁快速加固方法，適合公路橋梁加固期間盡量不影響橋梁正常營運的要求。碳纖維片材輕、現場粘貼無需重型設備、施工便利，便于橋下的高空作業，可在公路橋梁上推廣應用。
2、對于公路舊混凝土橋梁的加固方法，在工程上應用效果較好的是綜合法，即以某種加固方法為主，輔以其它方法，這必須依照橋梁現場的外觀檢查和技術狀況評定，加固設計要求而定。目前，粘貼碳纖維片材加固方法往往輔以裂縫灌漿、裂縫封閉等方法。
3、我國目前在工程中采用的碳纖維片材材料及配套樹脂類粘結材料，是以國外進口材料為主，國產產品較少，且產品的勻質性及低樹脂含量等技術指標上還有差距。這樣，進口的材料單價就顯高，這往往影響技術的經濟決策。因此，除了應盡快采取先進技術及措施使國產產品提高質量外，在碳纖維片材加固技術應用中，應當更多從加固效果，耐久方面來考慮橋梁加固后正常運營效益與經濟性。
4、在國外先進國家的科學研究工程實踐基礎上，結合我國公路舊橋的加固維修特點與經驗，盡快編制碳纖維片材加固技術的指南，以指導工程應用。 碳纖維片材加固補強公路混凝土橋梁是粘貼加固新技術，需要結合我國的工程特點進行深入研究和不斷提高，使我國公路舊橋加固維修技術達到新的水平。
關鍵詞：碳纖維復合材料 混凝土結構 加固技術
碳纖維布加固修補結構技術是一種新型的結構加固技術，它是利用樹脂類粘結材料將碳纖維布粘貼于混凝土表面，以達到對結構及構件加固補強的目的。碳纖維材料(CFRP)用于混凝土結構加固修補的研究始于80年代美、日等發達國家，我國起步很晚，近年來發展十分迅速，在航空、航天、汽車、環境工程、化工、能源、交通、建筑、電子、運動器材等眾多領域得到了廣泛的應用。
采用碳纖維布加固具有以下幾個優點：1、抗拉強度高，是普通鋼材的10倍；2、加固后能大大提高結構的耐腐蝕性及耐久性；3、自重輕（約200g/m2），密度只有普通鋼材的1/4；基本不增加結構自重及截面尺寸；柔性好，易于裁剪，適用范圍廣，適合任何形狀；4、施工簡便（不需大型施工機構及周轉材料），沒有濕作業，易于操作，經濟性好；5、適用范圍廣，施工工期短。
1、工程概況
四平市站前住宅樓，建造于90年代初，底部框架剪力墻結構結構，底部2層框架，上部4層住宅。原設計1，2層為餐廳（活荷載為2.5KN/ m2），廚房（活荷載為4.0KN/ m2）設在一層。現計劃重新裝修開設肯德雞連鎖店，將廚房移到2層，原1層廚房位置設售餐臺。由于功能改變導致荷載增大，原2層局部梁將不能滿足設計要求，需要加固。經過方案論證和經濟技術可行性比較，決定采用碳纖維復合材料進行加固。
2、材料特性
⑴本工程使用德國進口的碳纖維布（C200），其主要性能指標見表1：
表1：碳纖維布主要性能指標
型號
單位面積質量
（g/cm-2）
設計厚度
mm
抗拉強度
fcf (Mpa)
彈性模量
Ecf (Mpa)
UDO200
200
0.111
4900
2.3×105
⑵粘貼用樹脂采用國產JGN型建筑結構膠，其主要性能指標見表2：
表2：配套膠主要性能指標
種類
拉伸強度
MPa
壓縮強度
MPa
剪切強度
Mpa
適用溫度
℃
可使用時間
min
基底樹脂
（JGN-E）
-
-
-
0～38
15～30
修補樹脂
（LGN-F）
＞28
＞50
＞18
0～38
＞40
粘結樹脂
（JGN-D）
＞28
＞50
＞18
0～38
＞60
3、加固設計
3.1基本假定
碳纖維材料加固后混凝土梁的極限承載力計算采用如下基本假定：
受拉區混凝土的作用忽略不計；
梁受彎后，混凝土、鋼筋及碳纖維應變符合平截面假定；
（3）碳纖維材料采用線彈性應力-應變關系：σcf=Ecf×εcf且εcf
3.2加固設計
根據《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程》（CECS 146:2003）［1］的規定，采用以概率理論為基礎的極限設計法進行計算。考慮到作用在加固結構上的活荷載基本卸除，故不考慮二次受力的影響。
取A軸梁跨中為例
梁截面：b×h=350mm×650mm，C30混凝土，原梁配有As0 = 2900mm2 As0＇=980mm2
設計彎矩：Mu=510Kn·m 按原設計計算最大彎矩設計值：
x=( fyAs－fy＇As＇)/ fcb=115mm
Mu= fcbx (h0－x/2)+ fy＇As＇ (h0－a’)
= 14.3x350x115x(585-57.5)+300x980(585-40)=463.6 kN·m
本設計采取在梁底粘貼300mm寬碳纖維布3層（Acf=99.9mm2）， 按規程公式計算
碳纖維片材厚度折減系數：km=1-ncfEcftcf/420000=1-3x2.3x105x0.111/420000＝0.818
[εcf]= kmεcfu=0.017>0.01 取[εcf]=0.01
界限相對高度：
ξcfb=0.8Xεcu/(εcu+[εcf])=0.8×0.0033/((0.0033+0.01)=0.1985
混凝土受壓區高度x和受拉面上碳纖維片材的拉應變εcf應按下列公式進行計算：
1）、fcbx=fyAs－fy＇As＇+Ecfεcf Acf
2)、x＝0.8εcu/εcu+εcf
解得：ξcfbh＝0.1985x650＝129
根據規范公式4.3.2-1，
M=fcbx (h0－x/2)+fy＇As＇ (h0－a’)+ Ecf εcfAcf (h－h0)
=14.3x350x137x(585-68.5)+300x980(585-40)+2.3x105x0.0051x99.9x65=524kN·m
由計算結果可知經過加固，此梁的最大彎矩設計值比原來提高了13％。
3.3構造做法
為了加強梁底碳纖維布的錨固及增加梁的抗剪能力，在梁端每側粘貼160mm寬U型箍1道，在主次梁相交處每側粘貼160mm寬U型箍1道。
U型粘貼的粘貼高度宜取構件截面高度。對于U型粘貼形式，宜在上端粘貼縱向碳纖維片材壓條。［2］
考慮到碳纖維布多層粘貼時受施工現場影響的因素較大，建議受彎構件粘貼碳纖維布的層數不應超過3層。
轉貼于 4、施工工藝
一般工藝流程為卸荷—基底處理—涂底膠—找平—粘貼—保護。
考慮本工程特殊施工環境因素，加固中應進行卸荷。加固前先將板面粉刷層及板面雜物清除。
本工程加固施工中，應先鑿開保護層直至結構層基面，方可進行下一步處理。
基本施工步驟：
⑴基底處理：
①混凝土表面出現剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等劣化現象的部位應予以鑿除，對于較大面積的劣質層在鑿除后應用環氧砂漿進行修復。
②混凝土角磨機、砂紙等機具除去混凝土表面的浮漿、油污等雜質，構件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，轉角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀（R≥20mm）。
③風機將混凝土表面清理干凈，并保持干燥。
⑵涂底膠
①按配合比主劑∶固化劑＝3:1配置底膠。將主劑與固化劑先后置于容器中，用彈簧秤計量，電動攪拌器均勻攪拌。根據現場實際氣溫決定用量并嚴格控制使用時間，一般情況下20—50mim內用完。
②將底膠均勻涂刷于混凝土表面，待膠固化后（固化時間視現場氣溫而定，以指觸干燥為準）再進行下一工序施工。一般固化時間為6—24h。
⑶找平
①混凝土表面凹陷部位應用修補劑填平，模板接頭等出現高度差的部位應用修補劑填補，盡量減小高度差。
②轉角處也應用修補劑修補成光滑的圓弧，半徑不小于20mm。待修補劑表面指觸干燥后方可進行下一步工序。
⑷粘貼
①按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布。
②調配、攪拌粘貼材料粘結劑（使用方法與底膠相同），然后均勻涂抹于待粘貼的部位，在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些。涂刷厚度要比底膠稍厚。嚴禁出現漏刷現象，特別注意要粘貼碳纖維的邊緣部位。
③粘貼碳纖維布，在確定所粘貼部位無誤后，用特制工具反復沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使粘結膠充分浸透碳纖維布；并用刮板刮涂碳纖維布表面粘結膠，使之均勻。多層粘貼應重復上述步驟，待碳纖維布表面指觸干燥方可進行下一層的粘貼。
④在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹粘結膠。用工具反復沿纖維方向滾壓，并用刮板刮涂碳纖維布表面粘結膠，使之均勻。
⑤碳纖維布沿纖維方向的搭接長度不得小于200mm。
⑸保護
加固后的碳纖維布表面采用抹灰或噴防火涂料進行保護。
⑹質量要求
①每一道工序結束后均應按工藝要求進行檢查，并做好相關的驗收記錄，如出現質量問題，應立即返工。
②施工結束后的現場驗收以評定碳纖維布與混凝土之間的粘結質量為主，用小錘等工具輕輕敲擊碳纖維布表面，以回音判斷粘結效果。如出現空鼓等粘貼不密實的現象，應采用針管注粘結膠的方法進行補救。粘結面積若少于90%則判定粘結無效，需重新施工。
③嚴格控制施工現場的溫度和濕度。施工溫度在5－35℃范圍內，相對濕度不大于70%。
5、施工效果
關鍵詞：碳纖維加固 鋼筋混凝土梁 變形性能
碳纖維材料用于混凝土結構加固修補的研究始于80年代美、日等發達國家。我國的這項技術起步很晚，但隨著我國經濟建設和交通事業的飛速發展，現有建筑中有相當一部分由于當時設計荷載標準低造成歷史遺留問題，一些建筑由于使用功能的改變，難以滿足當前規范使用的需求，亟需進行維修、加固。目前常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法、碳纖維加固法等。碳纖維加固修補結構技術是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結構加固技術。碳纖維CFRP是整個土木工程界使用最為廣泛且熱門的加固材料，該項加固技術興起于20世紀80年代，于90年代后期在我國迅速發展起來，國內外很多科研單位和高校就碳纖維CFRP加固混凝土構件這項新技術進行了大量的研究。
1 碳纖維加固鋼筋混凝土梁的特點
碳纖維加固鋼筋混凝土梁所使用的產品是碳纖維，是一種高強度的纖維制品，是一種導性材料。在當前的加固行業中，碳纖維的使用主要有兩種個，一種是碳纖維布，另一種是炭纖維板。對于碳纖維用于新建筑物，我國對其進行了深入研究，認為可以將碳纖維材料進行加工，變成片狀、棒狀或者卷狀，具有普通的鋼材料無法比擬的極高的抗拉強度和彈性模量，能增強梁的變形性能。
與其他的建筑材料加固鋼筋混凝土梁相比，碳纖維加固混凝土梁具有如下優點：第一，具有較高的強度和模量。由于碳纖維材料具有較高的強度和模量，因此，利用碳纖維材料對混凝土梁進行加固，可以提高提高梁的承載力和抗變形性能，達到高度加固的目的。第二，具有較穩定的化學性質。由于碳纖維材料具有比較穩定的化學性質，不會和酸、堿、鹽等化學物質發生化學反應。因此，利用碳纖維材料對混凝土梁進行加固具有較好的耐酸堿和耐腐蝕性，能防止加固過程中遇到的化學腐蝕問題。第三，具有質量輕和厚度薄的特點。碳纖維材料的這種特點，可是使加固后的構建不增加自身重量，同時其薄的特點也不會引起尺寸的明顯變化。第四，具有較好的柔韌性。碳纖維的這種特點使得其很容易被裁減，利用它可以對各種結構類型、部位和形狀的建筑物進行加固。同時，它的柔韌性特點使得其還可以被用于大型橋梁的橋墩、大型筒體、隧道等一些其他加固技術無法實施的構件和結構。第五，具有占地面積少的特點。碳纖維材料在用于混凝土加固時，不需要大型的施工機械，因而只需占用較少的施工場地，施工功效相對較高。
綜上所述，碳纖維材料是一種新興的加固材料，利用其進行鋼筋混凝土梁加固，有很好的加固效果，在實際的運用中具有重要的推廣作用。
2 碳纖維加固鋼筋混凝土梁變形性能影響因素分析
在碳纖維加固鋼筋混凝土梁時，影響其變形性能的因素有很多，除了碳纖維本身的粘貼層數外，還有混凝土的強度等級、縱筋配筋率、橫截面高度和剪跨比都會對碳纖維加固時的變形性能造成一定的影響。
2.1 粘貼層數碳纖維的粘貼層數對加固后的承載力具有較大的影響，從而影響鋼筋混凝土梁的變形性能。如，粘貼一層碳纖維布時，極限承載力較未加固梁提高了13.6%；粘貼兩層時，極限承載力較未加固梁提高了21.9%；粘貼三層時，極限承載力較未加固梁提高了30.8%；粘貼四層時，極限承載力較未加固梁提高了41.7%；粘貼五層時，極限承載力較未加固梁提高了45.80k。然而承載力的提高幅度并不是和碳纖維的粘貼層數成正比關系的，而是呈現一種雙線性的關系，即當粘貼層數達到一定數量后，承載力的提高幅度呈現逐漸較少的趨勢。也就是說，隨著粘貼層數的增加，碳纖維加固鋼筋混凝土梁的承載力的提高幅度的增長率逐漸下降，進而梁也會出現更高的變形。根據這一影響因素的分析，我們認為在對碳纖維的粘貼層進行選擇的時候，要權衡各種因素后選出最佳層數。
2.2 混凝土的強度等級混凝土的強度等級也會對碳纖維的加固效果產生重要影響，并最終影響到碳纖維加固鋼筋混凝土梁的變形性能。混凝度的等級強度對碳纖維的加固影響界限為C30。即當混凝土的強度等級為C30的時候，碳纖維的加固效果是最好的，其變形性能也為最佳。當混凝土的強度等級大于C30的時候，碳纖維的加固效果的提高會隨著混凝土強度等級的提高而呈現下降的趨勢，進而影響到碳纖維加固鋼筋混凝土梁的變形性能。之所以混凝土的等級強度最佳值為C30，是因為，當混凝土的等級強度小于C30時，加固梁會因為鋼筋的破壞而產生裂縫。隨著混凝上強度提高，極限破壞時混凝上的受壓區高度有所減小，因而增加了鋼筋和碳纖維布的內力臂長度，因此使得碳纖維對極限彎矩的貢獻在原有基礎上增強，承載力提高幅度加大。但是當混凝土的等級強度大于C30時，加固梁會因為混凝土的壓碎而產生裂縫，并限于鋼筋的拉壞被壓碎。因此，確定混凝土的強度等級對于加強碳纖維的加固效果，增強對鋼筋混凝土量的變形性能具有重要意義。
2.3 縱筋配筋率當粘貼相同層數的碳纖維布時，縱筋配筋率越高的梁，加固后的極限承載力提高幅度就越小，加固效果越差。原因是，由于縱筋配筋面積的增大，增加了極限破壞時混凝土的受壓區高度，而減少了鋼筋和碳纖維布的內力臂長度，因此使得碳纖維對極限彎矩的貢獻在原有基礎上減弱，極限承載力提高幅度降低。配筋率的改變對梁的極限承載力的提高幅度影響最大，對加固梁的屈服荷載提高幅度的影響次之，對加固梁開裂荷載的提高幾乎沒有影響。
2.4 橫截面高度橫截面的高度對加固后的承載力具有重要影響作用，進而會影響到碳纖維加固后的鋼筋混凝土梁變形性能。根據相關的研究結果表明，梁的橫截面高度為500mm是最佳的橫截面高度，是碳纖維加固的最佳效果，具有較高的防變形性能。當橫截面高度大于500mm時，混凝土的壓碎破壞先于鋼筋的拉壞，因此梁的破壞是由混凝土的壓碎破壞引起的，故其極限承載力的提高幅度又有所降低。之所以橫截面為500mm是最佳的高度，是因為，當加固梁的橫截面高度小于500mm的時候，加固梁會因為鋼筋的破壞而產生裂縫。同時，隨著加固梁橫截面高度的不斷增加，鋼筋和碳纖維至今的內力臂力度就會得到增加，從而增強梁的承載力，相應的變形性能也增強。但是，當加固梁的橫截面大于小于500mm的時候，加固兩會因為混凝土的壓碎而遭到破壞，使得加固梁的承載力下降，導致碳纖維的優越的抗拉性能沒有充分的發揮，從而降低了碳纖維對極限彎矩的貢獻，出現變形。
2.5 剪跨比改變剪跨比也會對碳纖維加固鋼筋混凝土的承載力產生一定的影響，進而會影響到其變形性能。一般而言，剪跨比和加固后的梁的極限承載力呈現正比的增長關系，即剪跨比越大，加固后的梁的極限承載力提高幅度越大。如，當剪跨比為1.61時，加固后的極限承載力提高了10.59%，當剪跨比為2.26時，加固后的極限承載力提高了13.63ry0，當剪跨比為2.9時，加固后的極限承載力提高了16.44%。這主要是因為，如果剪跨比比較小，鋼筋的破壞就會因為碳纖維兩端的應力集中現象導致碳纖維端部臨近鋼筋單元的拉應變超限而引起；如果剪跨比比較大時，四點彎的加載形式逐漸向跨中作用集中力的加載形式過渡，破壞形式也變為跨中的鋼筋單元的拉應變超限。因此，通過增大剪跨比，能夠充分發揮碳纖維的抗拉優點，增強梁的極限承載力，從而提高梁的防變形性能。
3 結論
碳纖維加固是一種在加固行業興起的新型加固技術，具有由于其他加固材料的諸多優點，能對鋼筋混凝土梁進行很好的加固，具有很好的變形性能。本文通過分析碳纖維材料的概念和其與其他加固材料相比所具有的加固優點，分析了影響碳纖維加固鋼筋混凝土梁變形性能的因素主要有：粘貼層數、混凝土的強度等級、縱筋配筋率、橫截面高度和剪跨比。希望本文對碳纖維加固技術在實際工程中的應用具有一定的參考價值。
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關鍵詞：橋梁碳纖維加固；施工工藝；施工要點
在橋梁維修加固方面，由于高等級公路中橋梁所占比例較大，而高等級公路均是近幾年修建的，故橋梁維修加固的高峰大約將在5～10年后就出現，一但橋梁養護加固的高峰到來時，以目前的維修加固技術和技術工程力量將是難以應付的。而且我國新建橋梁技術發展較快，但橋梁養護維修加固技術的發展相對滯后。本文對橋梁碳纖維加固及其施工技術要點分析。
一、施工工藝
碳纖維材料的粘貼工藝十分重要。優良的施工工藝，先進的管理方法及嚴格的質量檢驗是確保碳纖維材料與混凝土結構可靠粘貼、共同工作的保證。碳纖維材料補強加固施工工藝流程及技術控制如下：
1．混凝土結構的表面處理。清除混凝土構件表面的疏松、軟質、脆裂、松脫等缺陷，要達到表面堅實：構件暴露鋼筋需作除銹、防銹處理；對混凝土結構產生的裂縫，縫寬小于0.20mm時用環氧樹脂涂抹封閉，當縫寬大于0.20mm時用環氧樹脂灌縫。
2．粘貼碳纖維材料基層處理。對混凝土構件殘缺部分用高于原混凝土強度一個等級的混凝土修補平整。混凝土構件表面的模板段差、漿楞等均須打磨平整形成平順的斜面，轉角處應打磨或填充成表面光滑的圓角，保持被補表面的徹底清潔。
3．涂刷界面劑。在處理好的混凝土構件表面涂刷環氧樹脂涂料，底層樹脂要具有良好的滲透性（滲入約0.5～2.0cm）、稠度和固結速度，能滿足不同季節和不同環境下的施工要求。
4．構件表面的殘缺修補。底層界面劑涂刷后，將構件表面的凹陷填平。對表面仍存在的凸凹糙紋，再打磨平整。
5．粘貼碳纖維材料。每道粘貼工藝都要有利于緊密粘貼為原則。將剪裁好的碳纖維材料粘貼在混凝土構件表面，粘貼后再在其表面涂刷一層粘結樹脂，在粘貼之前、之后和粘貼過程中所使用的環氧樹脂應根據不同的溫度、濕度選擇好材料種類，掌握好主劑和固化劑之間的材料種類，掌握好主劑和固化劑之間恰當的配比。要盡可能地減少碳纖維粘貼后發生“空鼓”現象。嚴格掌握貼片位置（要畫線定位）和正確搭接，嚴格掌握好每一道工序的時間間隔，防止碳纖維片的起鼓，脫開和錯位。尤其要注意做好脫泡和環氧樹脂浸透的有效性。
6．養護。碳纖維材料粘貼后，視溫度條件，在自然條件下養護7天。
7．涂裝。補強加固作業完成后，碳纖維材料表面可根據需要，涂刷各種性能和不同顏色的涂裝，增加補強的效果。對以上各道工序均有嚴格的操作要求，操作手必須進行專業的培訓，必須具有上崗證。承包單位應具有一定的經驗和專業資質證明，以確保“粘貼結合面"可靠工作。
碳纖維在施工中經常發生的一種現象就是“空鼓”。關于“空鼓"的產生是難免的，主要由于粘貼表面的不平整（構件表面混凝土蜂窩、麻面、凹陷、凸出等），以及粘貼操作中在纖維片和樹脂之間的空氣未能全部逸出所致，因而當全部工序完成后將會在內部存留一定數量的氣泡，在溫度作用下而導致了“空鼓"的產生。檢查方法可用小錘逐處敲擊聽音而以便確定“空鼓”的數量和范圍（空鼓的數量和面積）。當涂裝完成后3小時至4天內進行“空鼓”處理。
二、加固施工技術要點
1．混凝土破損區域的清理。（1）對混凝土出現的蜂窩麻面、松散、孔洞、破碎、剝落等缺陷的部位以及鋼筋外露區域，可采用人工鑿除法、氣動工具鑿除法或高速射水法將該處松散、破損、污損的混凝土清除干凈，直至露出堅硬密實的基面，同時應注意保證該部位無油污、油脂、蠟狀物、灰塵以及附著物等物質；（2）對于缺陷深度≥10cm，面積≥（10cm×10cm）時，表面要鑿成方波型和鋸齒狀，且鑿至堅實層；（3）清理混凝土病害部位時，注意不要損傷梁體原有鋼筋（尤其是主筋）；（4）嚴格按照橋梁維修養護相關規定及要求實施。
2．鋼筋銹蝕區域的清理。（1）在混凝土表面破損清理完畢后進行；（2）用鋼刷清除鋼筋表面的浮銹，使之露出光潔部分；
（3）對經探查確定的鋼筋銹蝕區域，應清除掉混凝土表面的油污、油脂、蠟狀物等有機污物。
3．鋼筋防銹、阻銹的清理。（1）在鋼筋銹蝕區域的混凝土表面清理完畢后進行；（2）對外露的鋼筋涂刷鋼筋保護劑，鋼筋保護劑的選用應滿足設計提出的材料特性要求，涂刷時滿足施工規范要求；（3）對鋼筋銹蝕區域采用多功能阻銹劑（表面涂刷型）處理，可滾刷或噴涂于結構表面，選用材料應滿足施工規范要求；（4）鋼筋保護劑屬化學產品，施工過程中應采取必要的防護措施；（5）多功能阻銹劑有很強的滲透性，施工時應配戴手套及口罩，嚴禁與皮膚直接接觸，在水平結構底面施工時，應注意不要滴落到身體或皮膚上任何部位，如已滴落到皮膚表面或眼睛里，應立即用清水沖洗干凈并及時就醫；（6）根據所選用材料的物理化學性能指標選擇合適的施工條件進行施工。
4．混凝土破損的修補處理。（1）在混凝土破損區域清理完成以及鋼筋除銹、阻銹處理工作完畢后進行；（2）按照橋梁維修養護相關規定及要求，采用與結構混凝土標號相當的環氧修補砂漿對破損區域進行修補，要求修補后結構平整密實；（3）所用環氧砂漿應具有較低的膨脹系數、收縮率和放熱溫度，并且還應具有較高的粘結力、硬度及抗沖擊性能，環氧砂漿的配合比根據試驗確定；（4）修補區域如處于潮濕狀態，應采取相應措施使修補位置保持干燥，或選用能在潮濕狀態下施工的材料，確保修補質量；（5）應根據材料物理化學性質、修補厚度以及氣候條件等因素作好養護工作。
5．裂縫處理。對結構上、下部存在的所有裂縫進行處理，對于裂縫寬度fw
【關鍵詞】建筑工程；結構裂縫；碳纖維加固
0.引言
在建筑工程中，結構性裂縫現象非常普遍，之所以出現這種現象主要問題在于建筑工程的總體結構應力達到了極限值，使得建筑承載力不足，所以應該采取一些加固的措施和手段對裂縫進行處理，而碳纖維加固就是其中一種有效的方法和措施。
1.碳纖維加固法的設計特點
1.1碳纖維的特點
碳纖維自身具有輕質高強，耐腐蝕性能好以及其他方面獨特的特性，特別是對于一些高彈模型碳纖維而言，其抗拉強度比普通的鋼材還要大70倍之多，彈性模量也比鋼材大 3倍左右。在不同的惡劣溫度之下依然保持較強的性能，其不會同酸，堿等其他化學物質發生反應。所以正是因為具備以上一些特性，所以目前在國內外被普遍的應用。這種碳纖維使用起來非常方便，交通運輸也極為便利。
1.2適用范圍
碳纖維布加固一般適合在房屋建筑以及其他一些常規的建筑物的構筑物的混凝土結構加固；鐵路工程，水利工程等一些大型復雜工程中的混凝土結構加固。長期工作環境溫度不宜超過60℃。固化環境溫度不能低于5℃以下；一旦周圍溫度超過25℃時，固化時間不能低于3d。玻璃鋼防腐，防水施工，封閉裂縫等[1]。
1.3鋼筋混凝土結構的碳纖維加固設計
使用碳纖維進行工程加固時，必須利用配套粘結材料把碳纖維片貼在構建表層，讓碳纖維片材承受拉力，同混凝土進行有效的融合，協同受力。一般來說，碳纖維片材可以采取下面一些形式對混凝土結構進行全面的加固處理：首先，在梁，板構件的受拉區粘貼碳纖維片材進行受彎加固，纖維方向同加固處的受拉方向保持相同；其次使用U形粘貼，或者其他粘貼方式對梁，柱構件進行受剪加固，纖維方向應該同受拉方向保持相同；再其次使用封閉式粘貼對柱進行抗震加固，纖細方向必須同柱軸保持垂直；然后使用粘貼碳纖維片材加固混凝土加固時，必須根據國家的嚴格的標準，使用概率理論為前提的極限狀態設計方法，對建筑工程的承載力極限狀態進行計算；再然后碳纖維片材應該按照根據構件達到極限狀態時的變化，同時根據線彈性應力的關系確定對應的應力；另外碳纖維片材必須按照生產廠家提供的不低于98%保證率的極限抗拉強度，將其作為標準值。碳纖維片材的極限拉應變必須使用抗拉強度標準值除以彈性模量。同時一旦使用粘貼碳纖維片材對構件進行加固的時候，必須全面的分析加固后對結構中其它構件可能導致的影響；最后使用粘貼碳纖維片材對構件進行加固時，必須在卸除作用下的結構上進行靈活荷載。假如無法完全在卸載環境下進行加固，必須要充分的考慮二次受力的影響[2]。
2.碳纖維加固設計的基本原理
其首先主要是對于一些外觀保存完好，鋼筋銹蝕較少，混凝土保護層還沒有開裂的構件，譬如輕度銹蝕鋼筋混凝土結構，在科學計算承載力時，其鋼筋同混凝土的自身強度，以及其相互之間的粘結強度都沒有發生下降的趨勢，所以對于這些構件，在進行具體的碳纖維加固的時候，只需要進行預防性防腐蝕加固就能夠提升構件在惡劣環境下的耐腐蝕性。這些加固方法屬于構造性加固，一般情況下，基本上不需要對碳纖維布所需數量進行核算；其次對于混凝土保護層已經出現嚴重開裂的重度銹蝕鋼筋混凝土結構，鋼筋銹蝕導致鋼筋截面積出現縮小，鋼筋強度下降，同時鋼筋同混凝土相互之間的粘結力損失也導致鋼筋的強度出現下降。在實際進行碳纖維加固時，必須嚴格的按照結構銹蝕程度的不同情況，來核算縱向碳纖維布所需數量，以期提升抗彎承載力；核算橫向碳纖維布數量，以期提升抗剪承載力。另外還需要特別注意的是結構加固是對整個構件強度的恢復和提升，這并不是對鋼筋損失的彌補。
3.碳纖維加固法施工技術和注意的問題
3.1具體過程
一般來說，碳纖維加固法的具體過程步驟包括：卸荷，基底處理，涂底膠，找平以及粘貼等等。
3.2施工要點
3.2.1混凝土表層的處理
必須把一些需要補強的混凝土表層面進行全面的處理和打磨，如果其中出現了鋼筋外露的現象，那么首先應該對鋼筋進行除銹處理，接著進行膠修補，一些混凝土表層突出的部分使用切割機進行全面的處理，將其修平。如果需要進行補強的混凝土出現裂縫，那么應該首先使用結構灌縫膠灌注后，然后再進行補強。另外在混凝土的表層必須確保干凈，沒有雜物。另外還需要特別注意的問題是，如果混凝土需要補強的部分出現漏水的問題，那么必須要充分的做好止水，以及干燥處理，把需要補強的混凝土表層使用酒精進行擦拭處理。
3.2.2底膠施工
如果施工現場的氣溫在惡劣的環境下，譬如大風大雨，以及氣溫偏低的情況下，不能進行施工。在施工過程中，底膠根據科學的配置比例，倒入潔凈容器中進行深入的攪拌均勻，使用毛刷等工具在混凝土表面進行均勻涂刷，在膠表干以后，按照實際的情況具體選擇涂刷的次數，但是涂刷厚度不能超過0.4mm，同時在涂刷過程中，不能出現漏刷，以及氣泡等等一些情況。直到膠固化后，按照施工現場的時間進行科學的分析，一般情況下不能低于2h，然后再進行下一道工序。
3.2.3找平層施工
如果混凝土表層出現凹陷的現象時，應該使用刮刀進行全面的修補填平，最大限度的降低高度差。對于轉角的處理，一般來說，應該使用平膠把其修補成為光滑的圓弧，直到找平膠固化后按照施工現場的溫度進行科學的判斷，一般情況下不能低于2h，然后再進行下一道工序。
3.2.4粘貼碳纖維布
一般情況下，都是根據設計的具體要求，選擇合適的碳纖維布，通常情況下都是控制在3m之內。配制，攪拌，以及粘貼膠料，使用滾筒對粘貼部位進行全面的涂刷，尤其是一些拐角地區更應該多涂抹一點。碳纖維布按照受力方向的搭接長度必須少于100mm左右，不同層搭接位置必須確保錯開。使用光滑滾子在碳纖維布表面按照同一方向反復滾壓到膠料滲出碳纖維布外表層，目的在于消除氣泡，讓碳纖維布充分浸潤膠料。多層粘貼必須多次進行上述的程序，等到纖維表面指觸感干燥最為合適，那么就可以進行下一層碳纖維布的粘貼。在最外面的一層碳纖維布的外表面涂抹一層粘貼膠料[3]。
3.2.5碳纖維補強后的養護
在施工完成之后的1d之內，為了避免遭受雨淋以及其他一些惡劣天氣，所以必須加強保護，避免硬物對施工表面造成損傷，另外膠的固化溫度不能低于5°[4]。
4.結語
綜上所述，本文通過對本文對碳纖維加固自身屬性進行分析，具體的介紹碳纖維加固技術在建筑工程結構裂縫中的應用，因此可以看出碳纖維加固法具有簡單，方便以及快速等方面的屬性，在對建筑工程裂縫加固過程中，應該從建筑工程的設計，施工，以及使用環境等各方面進行綜合的考慮，對建筑工程結構裂縫進行加固，所以近些年來被普遍用于建筑工程結構裂縫處理中。
參考文獻
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關鍵詞:碳纖維;混凝土;結構;加固技術
一、常見的其他加固技術和碳纖維加固技術及特點
(一)常見的其他加固技術
以下對目前較為廣泛應用的加固技術進行簡單介紹。
(1)加大截面加固法
在構件外部外包混凝土增大構件截面面積和配筋量的一種加固方法稱為加大截面加固法,這種方法能夠達到提高構件承載力的目的。加大截面法工藝簡單,可廣泛應用于各種?昆凝土結構的加固,其使用面比較廣。但是其也存在一定的弊端,例如現場工作量大,需較長的時間進行養護,對結構外觀及房屋凈空也存在一定的影響。
(2)外包鋼加固法
在構件四周包以型鋼的一種加固方法稱為外包鋼加固法。在構件截面的四角沿構件通長或某一段設置角鋼,橫向用螺栓套箍將角鋼連接成整體,成為外包于構件的鋼構架(角鋼套箍),這是比較典型的一種。外包鋼加固可分為干式和濕式。外包鋼主要是對鋼筋混凝土柱和磚柱進行加固。或者對鋼筋混凝上梁和鋼架弦和腹桿進行加固。由于濕式外包鋼可大幅提高構件的承載能力,因此它主要是對承受很大荷載的受壓構件進行加固。
(3)增設支點加固法
在梁、板等受彎構件跨中增設支撐、支柱、支架等構件,形成一個交點,此方法稱為增設支點加固法。此方法大幅度的提高了承載能力以及減小了梁、板的撓曲變形,主要是因為在梁、板在跨中增設支點后,使得跨度減小了。
(4)外加預應力加固
采用外加預應力鋼拉桿或型鋼撐桿對結構構件或整體進行加固的方法稱為預應力加固法,其特點是通過預應力段強迫后加部分拉桿或撐桿受力,改變原結構內力分布并降低原結構應力水平,致使一般加固結構中所特有的應力應變滯后現象得以完全消除。因此,后加部分與原結構能較好地共同作用,結構的總體承載能力可顯著提高。
(二)碳纖維加固的特點
碳纖維增強聚合物(Carb。nFibcrRcinforCedPOIymcr,簡稱CFRP)這種高性能材料較其它傳統加固法有著獨特的優越性,這種新興的加固技術脫穎而出,此加固技術能夠很好的解決傳統的加固方法中出現的問題,逐漸被應用于各種混凝土結構的加固改造。碳纖維布加固修復混凝土結構技術是一項新型、高效的結構加固修補技術,其優異的力學性能、簡便的施工工藝與良好的加固效果得到普遍贊同。碳纖維布加固技術是利用浸漬樹脂將CFRP粘貼于混凝土表面,形成復合材料體,通過它與混凝土之間的共同工作,達到對結構或構件的加固補強及改善結構受力性能的目的。碳纖維布加固具有高強高效、重量輕,厚度薄、適用面廣、施工方便、施工質量易保證和良好的耐久性及耐腐蝕性等優點。
二、碳纖維加固基本施工步驟
碳纖維加固的施工方便,基底處理――涂底膠――找平――粘貼――保護為碳纖維加固的基本施工步驟。
(一)基底處理
①鑿除混凝土表層的蜂窩以及被腐蝕的混凝土,然后用環氧砂漿進行修復。
②清理混凝土表面的雜質,打磨平整構件基面的混凝土,對表面的凸起部位必須磨平,在轉角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀(R>20mxn)。
③用風機將混凝土表面灰塵清理干凈,并保持干燥。
(二)涂底膠
①按配合比主劑:固化劑叼:l配置底膠。
②將底膠均勻涂刷于混凝土表面,待膠固化后(一般固化時間為6~24h),再進行下一工序施工。
(三)找平
①混凝土表面凹陷部位應用修補劑填平。
②在轉角處用修補劑修補成光滑的圓弧,半徑不小于20ram。待修補劑表面接觸干燥后方可進行下一步工序。
(四)粘貼
①按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布。
②調配、攪拌粘貼材料粘結劑浪用方法與底膠相同),不能出現漏刷現象,特別注意要粘貼碳纖維的邊緣部位。
③粘貼碳纖維布,按照設計要求粘貼的部位,用特制工具反復沿纖維方向滾壓,將氣泡除掉:而且要求粘結膠必須充分浸透碳纖維布;并用舌0板刮涂碳纖維布表面粘結膠,使之均勻。
④碳纖維布沿纖維方向的搭接長度不得小于200mm。
(五)保護
加固后的碳纖維布表面采月]抹灰或噴防火涂料進行保護。
三、碳纖維加固施工中應注意的問題
碳纖維加固施工中應注意一些問題:第一,對于主劑、固化劑的配置必須按照設計要求進行,一定要防止材料加錯或者不均勻攪拌膠液,在施工過程中,溫度和濕度應同時給予一定的重視,為了避免產品質量受影響,還應該注意產品存儲條件以及存儲時間。第二,根據設計要求選用合適的膠品種,注意固化劑的用量(不宜過大),以防涂0不及時而導致反應熱不能及時釋放,從而引起膠液固化起來,耽誤施工進程。第三,攪拌不充分,導致沒有反應的成分在表面析出。第四,碳纖維布的加固效果受碳纖維與基層產生空鼓的影響,碳纖維與基層產生空鼓的原因是由于混凝土表面凹凸不平,打磨、找平施工不正確、一次粘貼的碳纖維布過寬且混凝土表面不平、拐角弧度不一致。
Abstract： By taking the load test of carbon fiber strengthening reinforced concrete frame beam for example， this paper introduced the development of the frame beam deflection and crack with load through the field static load test. Then it proposed the performance assessment of frame beams after reinforcement and indicated the development prospect of the carbon fiber reinforcing technology.
關鍵詞： 碳纖維；框架梁；加固；荷載試驗
Key words： carbon fiber；frame beam；strengthen；load test
中圖分類號：TU317 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）35-0104-02
0 引言
碳纖維增強塑料（CFRP）加固修補混凝土結構技術作為一項新興的結構加固技術，其原理是利用樹脂類膠結材料將碳纖維材料粘貼于混凝土表面，具有補強加固結構構件及改善結構受力性能的作用。該技術具有施工工藝簡單、加固效果良好、耐久性強等優勢，具有廣闊的應用前景，在我國加固工程中發展迅速，并頒布了《碳纖維片材加固混凝土結構技術規程》。
1 工程概況
某商住樓工程為地上十五層、地下一層現澆鋼筋混凝土剪力墻結構。該工程因后澆帶拆模過早，局部框架梁有下撓現象，筆者對某工程中的部分框架梁進行了粘貼碳纖維加固設計，為進一步了解碳纖維加固后框架梁的受力性能，確保加固后結構的可靠性，隨機選取了一根已加固框架梁進行了現場加載試驗研究。
2 碳纖維加固框架梁靜載試驗方案
本次框架梁靜載試驗根據現行國家相關規范標準，并結合設計圖紙，檢測在基本荷載組合效應下已用碳纖維加固框架梁的撓度和裂縫寬度開展情況，最終根據檢測結果分析加固效果及承載能力。
2.1 試驗荷載確定
依據相關規范標準規定，荷載效應基本組合為活載標準值的1.4倍和恒載標準值的1.2倍。其中活載標準值為2.0 kN/m2，恒載的標準值為2.5kN/m2，其中扣除已有恒載（樓板自重2.5 kN/m2），試驗時外加荷載總值為3.5 kN/m2。
2.2 加載方案和程序
本次荷載試驗采用工程現場提供的袋裝砂袋進行加載，每袋砂袋質量約為50千克，加載到荷載組合后應在每平方樓板上放置7袋，加載區域如圖1斜線部分所示，加載現場如圖2所示，加載程序如表1所示。
2.3 測點布置
參考相關規范標準，并結合加載程序，在每級加載持荷時間后量測樓面板撓度。需要注意的是一旦在加載過程中發現框架梁撓度超過現行規范允許值，必須及時停止加載。圖3表示百分表測點布置，圖4表示撓度測試現場。
3 試驗結果分析
3.1 撓度變化情況
上文得出了撓度變化數據，首先對該數據進行必要的處理，然后利用Origin軟件對其進行專業制圖和數據分析，標三層框架梁38/（1/0A-B）短期荷載下變形較大的2、3號測點撓度曲線及檢測結果如圖5、圖6、表2所示。
說明：《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）中第3.4.3條規定“受彎構件的最大撓度應按荷載效應的標準組合并考慮荷載長期作用影響進行計算，其計算值不應超過l0/250（當7m≤l0≤9m時）”。
3.2 裂縫發展情況
荷載試驗前，對碳纖維加固框架梁38/（1/0A-B）裂縫情況進行檢查。在加載過程中，當荷載加載至累計荷載依次達到荷載基本組合、荷載標準組合以及卸荷后，在達到持荷時間時分別觀察并記錄相應裂縫開展情況，并未發現明顯裂縫。
4 結論
本文以某沿街商住樓加固工程為例，對碳纖維布加固鋼筋混凝土框架梁進行了荷載試驗研究，詳細介紹了靜載試驗方案的確定、測試數據的處理以及結果評定的方法，研究結果表明：使用碳纖維片材提高鋼筋混凝土受彎構件承載力的補強加固方法是有效的。此外碳纖維布加固技術由于其加固對象廣泛、強度高、自重輕、具有柔韌性能、厚度小、具有良好的耐腐蝕性和抗老化能力、疲勞性能好以及施工方便、不需大型機械等優點可在今后我國加固工程中廣泛運用。
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關鍵字：碳纖維材料；混凝土加固；施工質量；性能評價
1 碳纖維材料在混凝土結構加固中的技術特點
高強高效。由于碳纖維材料優異的物理力學性能，在加固修補混凝土結構中可以提高混凝土結構及構件的承載力和延性，改善其受力性能，達到高效加固修補的目的。
施工便捷，工效高，無濕作業，不需大型施工機具，施工占用場地少。根據有關統計資料，同為粘貼加固工法，粘貼碳纖維材料是粘貼鋼板施工工效的4-8倍。
具有極佳的耐腐蝕性能及耐久性。試驗表明，碳纖維材料加固混凝土結構有良好的耐腐蝕性和耐久性，可以抗御建筑物經常遇到的酸、堿、鹽對結構物的腐蝕。
適用面廣。粘貼碳纖維材料加固修補混凝土結構可廣泛適用于各種結構類型(如建筑物、構筑物、橋梁、隧道等)、各種結構形狀(如矩形、圓形、曲面結構等)、各種結構部位(如梁、板、柱、節點、拱、殼、墩等)的加固修補，且不改變結構形狀，這是目前任何一種結構加固方法所不可比擬的。尤其重要的是，對于一些大型橋梁橋墩、橋梁、橋板以及隧道、大型筒體及殼體結構工程等，采用舊的加固手段幾乎無法實施，而采用該項加固技術都能順利解決。
施工質量易保證。由于碳纖維材料是柔性的，即使被加固的結構表面不是非常平整也基本可以達到100％的有效粘貼率，而粘貼鋼板則很難達到100％的有效粘貼面，相應的驗收標準也只要求其達到70％ 就可以了。
碳纖維材料質量輕且薄，粘貼后每平方米重量不到1.0kg，粘貼一層的厚度僅1.0mm左右，加固修補后基本不增加原結構自重及原構件尺寸。
2 碳纖維加固技術的設計原則
碳纖維加固修補砼結構作為一項新技術，既有其不可比擬的優點，但也有其一定的適用范圍和適用條件，超出此范圍而盲目地采用此技術就會導致不安全、不經濟、不合理的后果。首先，被加固結構構件的最小截面尺寸必須滿足有關規范的要求；其次，被加固構件的受壓區高度、配筋率、面積配箍率、體積配箍率等仍要滿足現有規范的要求；第三，要求加固后不改變原有結構的最終破壞形式；碳纖維布的應用存在使用效率問題，同樣的碳纖維布用量，分條加固效果好于整條粘貼，構件受彎承載力隨碳纖維布用量的增加而提高，當碳纖維布使用層數較少時，提高幅度相對較大，隨著碳纖維布層數的增加，提高幅度相應減少；當碳纖維布用量過多時，構件破壞將由碳纖維布被拉斷引起的破壞轉變為砼被壓碎破壞，構件延性有所降低。
3 粘貼碳纖維加固施工工藝
3.1 工藝流程
被加固結構物表面處理斷面修復底層表面的涂布不平面修整碳纖維貼片施工固化表面涂裝施工質量檢查
